Ճապոնացի հետազոտողները Տոկիոյի Մայրաքաղաքային Համալսարանից (TMU) կարևոր առաջընթաց են գրանցել մութ մատերիայի ուսումնասիրման հարցում։ Մի քանի ժամ տևած փորձարկման արդյունքում գիտնականները սահմանել են այս խորհրդավոր նյութի մասնիկների կյանքի նոր սահմանային արժեքները․ Մութ մատերիայի կյանքը կարող է գերազանցել Տիեզերքի տարիքից միլիոնավոր անգամ։

Նոր հետազոտությունը հրապարակվել է Physical Review Letters (PRL)-ում։

Ի՞նչ է մութ մատերիան, և ինչու՞ է այն այդքան դժվար հայտնաբերել

Մութ մատերիան՝ դա հիպոթետիկ նյութի տեսակ է, որը չի ճառագայթում և չի կլանում լույս, ինչը այն դարձնում է անտեսանելի ժամանակակից աստղադիտակների համար։

Այնուամենայնիվ, գիտնականները վստահ են դրա գոյության մեջ՝ շնորհիվ գրավիտացիոն անոմալիաների, օրինակ՝ գալակտիկաների անսովոր պտույտի արագությունների։

Չնայած ֆիզիկոսները տասնամյակներ շարունակ փնտրում են մութ մատերիան, դրա ճշգրիտ բնույթը դեռևս մնում է Տիեզերքի ամենամեծ առեղծվածներից մեկը։

Նոր մեթոդ՝ աքսիոնանման մասնիկների որոնման համար

Հետազոտության ընթացքում գիտնականները կենտրոնացել են աքսիոնանման մասնիկների (ALP) վրա, որոնք դիտարկվում են որպես մութ մատերիայի հնարավոր թեկնածուներ։

Ենթադրվում է, որ այս մասնիկները կարող են քայքայվել՝ արտանետելով ինֆրակարմիր լույս։

Սակայն, ինֆրակարմիր ճառագայթման ուսումնասիրությունը բարդ է, քանի որ այն կարող է խանգարվել տարբեր աղբյուրներով, ինչպիսիք են՝

  • Զոդիակալ լույսը՝ արեգակնային համակարգի փոշու մասնիկների լույսի անդրադարձումը
  • Երկրագնդի մթնոլորտի ճառագայթումը
  • Այլ աղմուկային ազդեցություններ

Խանգարումները վերացնելու համար, գիտնականները կիրառել են WINERED սպեկտրոգրաֆը, որը տեղադրված է Մագելանի Կլեյ աստղադիտակում։ Այն թույլ է տալիս չափազանց մեծ ճշգրտությամբ ուսումնասիրել ինֆրակարմիր ճառագայթման նեղ միջակայքերը։

Գլխավոր արդյունք՝ մութ մատերիան գոյություն ունի ավելի երկար, քան Տիեզերքը

Տվյալների վերլուծությունից հետո ALP մասնիկների որևէ քայքայման հետք չի հայտնաբերվել։ Սակայն սա ինքնին դարձավ մեծ բացահայտում․

  • Մութ մատերիայի մասնիկների կյանքի նվազագույն սահմանն այժմ կազմում է 10²⁵ - 10²⁶ վայրկյան։
  • Սա Տիեզերքի տարիքից (4,3 × 10¹⁷ վայրկյան կամ ~13,8 մլրդ տարի) միլիոնավոր անգամ ավել է։
  • Այս սահմանափակումները դարձան մինչ այժմ սահմանված ամենախիստները։

Ի՞նչ կլինի հետո

Մութ մատերիան դեռ չի հաջողվել անմիջապես հայտնաբերել, սակայն գիտնականները տվյալներում որոշակի անոմալիաներ են նկատել, որոնք կարող են վկայել դրա առկայության մասին։

Դրա ապացուցման համար անհրաժեշտ կլինեն նոր դիտարկումներ ու հետազոտություններ։

Այս աշխատանքը ցույց է տալիս, որ ժամանակակից ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան կարող է մարդկությանը մոտեցնել ֆիզիկայի ամենամեծ առեղծվածներից մեկի լուծմանը։